大型渠道混凝土振动密实成型数值模拟研究

论文摘要

南水北调工程为大型跨流域调水工程,干渠衬砌工程中混凝土的施工质量对工程的安全性和耐久性至关重要,因此,本文以南水北调工程建设为依托,通过国外考察、国内调研,在认真总结国内外先进经验的基础上,对适于大型渠道机械化施工且经济社会效益显著的混凝土振动密实技术理论进行了研究,可明确混凝土成型设备参数对衬砌混凝土成型质量的影响,为实现大型渠道机械化衬砌提供了有利的理论支撑。模态分析作为结构动力特性研究的一种近代方法,逐渐成为现代工程领域动态分析与设计的核心,它所决定的结构固有频率和振型可以让我们很好的预测结构在外部和内部各种振源的作用下的振动反应,也是结构承受动态载荷结构设计中的重要参数,故成为其它动力分析诸如瞬态动力分析的起点。本文利用有限元软件ANSYS完成了振动密实混凝土的模态分析,获得了其前五阶固有频率和振型,为瞬态分析做好了准备。本文还利用有限元软件ANSYS对混凝土的振动密实进行了瞬态分析,通过数值模拟分析了振动密实混凝土在振捣棒不同振幅、不同频率、不同间距和不同倾角条件下密实效果的变化规律,得到了各种振动参数和振动密实效果的近似关系,从而为南水北调工程大型渠道混凝土机械化衬砌设备参数的优化提供了理论的依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 混凝土振动密实技术的研究背景
• 1.2 国内外混凝土振动密实技术的发展
• 1.3 南水北调工程渠道衬砌技术简介
• 1.4 本文主要研究内容
• 2 混凝土振动密实理论
• 2.1 混凝土拌合物振实原理及影响因素
• 2.2 振动密实混凝土的配合比选择
• 2.3 振动密实混凝土的性能
• 2.4 混凝土振动密实技术的施工应用
• 2.5 本章小结
• 3 有限元分析理论及模型建立
• 3.1 有限单元法分析理论
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.3 本章小结
• 4 振动密实混凝土的模态分析
• 4.1 模态分析理论
• 4.2 振动密实混凝土的模态分析
• 4.3 本章小结
• 5 混凝土振动密实的瞬态分析
• 5.1 瞬态分析的理论方法
• 5.2 振动密实混凝土的瞬态分析
• 5.3 瞬态分析结果的分析对比
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 攻读硕士期间主要成果
• 主要参考文献